DE1069322B - Verfahren u'nd Vorrichtung zur Erzeugung von Schwachgas gleichmäßiger Beschaffenheit durch Schwelen und Vergasen aschenreicher Brennstoffe in einem Querstromofen - Google Patents

Description

DEUTSCHES

PATENTAMT

KL.24e 13/01

INTERNAT. KL. C 10 j

M35856IVc/24e

AHMELDETAG: 8. NOVEMBER 1957

BEKANNTMACHUNG
DER ANMELDUNG
UND AUSGABE DER
AUSLEGESCHRIFT: 19. NOVEMBER 1959

Die Erfindung betrifft die Gewinnung von brennbaren Gasen durch Schwelen und Vergasen aschenreicher Brennstoffe, insbesondere Waschberge und bituminöser Gesteine, wie Ölschiefer. Für dieses Verfahren werden öfen benutzt, durch die das Gut von einem Ende zum anderen Ende jeweils durch sein eigenes Gewicht oder durch besondere Fördermittel hindurchbewegt wird, während die die Schwelung und Vergasung bewirkenden Gase quer zur Förderrichtung durch die Gutschicht hindurchgeführt werden. Solche Querstromöfen sind ausgeführt in Form von Wanderrosten, geneigten Kammern mit Vorschubrosten oder auch senkrechten Schachtöfen. Infolge der Querstromführung des sauerstoffhaltigen Schwel- und Vergasungsmittels entwickelt sich dabei in der Be-Schickung eine Vergasungszone, die vom Beschickungsende zum Austragsende schräg durch die Gutschicht verläuft.

Der praktische Betrieb dieser öfen hat gezeigt, daß für die Gewinnung eines Gases gleichmäßiger Beschaffenheit, insbesondere gleichmäßigen Heizwertes, und eine gute Ausnutzung des zu schwelenden und zu vergasenden Brennstoffes die Lage der Vergasungszone von ausschlaggebender Bedeutung ist. Die Vergasungszone soll sich in der Brennstoffschicht derart entwickeln, daß am Austragende des Ofens das im aschenreichen Brennstoff enthaltene Brennbare möglichst vollständig aufgezehrt ist, ohne daß überschüssiges Schwel- und Vergasungsmittel aufgewendet wird, was zu Schwankungen der Zusammensetzung des erzeugten Nutzgases und zu einem unerwünschten Absinken des ohnedies in vielen Fällen schon niedrigen Heizwertes des Gases führen würde. Im praktischen Betrieb war es nun bisher außerordentlich schwierig, diese Bedingungen genügend genau einzuhalten.

Es ist nämlich in der Regel eine besondere Eigenschaft der aschenreichen Brennstoffe, daß sie sowohl hinsichtlich ihres Kohlenstoffgehaltes als auch hinsichtlich ihrer Körnung dauernden Schwankungen unterworfen sind. Diese Schwankungen bedingen ständige Änderungen der Lage der Vergasungszone. Damit ist die Gefahr verbunden, daß entweder die brennbaren Bestandteile des Brennstoffes nicht vollständig ausgebrannt werden oder daß Durchbrüche des Vergasungsmittels auftreten, die das erwähnte Absinken des Heizwertes des Gases verursachen. Man könnte zwar die Schwankungen im Kohlenstoffgehalt und in der Körnung des Brennstoffes durch eine Mischanlage oder durch Absieben einer überschüssigen Menge feinsten Brennstoffes beseitigen. Indessen würde die Mischanlage derartige Abmessungen erfordern, daß sie wirtschaftlich nicht mehr tragbar wäre, und das Absieben eines feinsten Verfahren und Vorrichtung

zur Erzeugung von Schwachgas

gleichmäßiger Beschaffenheit

durch Schwelen und Vergasen

aschenreicher Brennstoffe

in einem Querstromofen

Anmelder:

Metallgesellschaft Aktiengesellschaft,
Frankfurt/M., Reuterweg 14

Dr.-Ing. Otto Hubmann, Bad Homburg v. d. Höhe,

und Dipl.-Ing. Paul Lange, Frankfurt/M.,

sind als Erfinder genannt worden

Brennstoffanteiles wäre mit erheblichen Brennstoffverlusten verbunden.

Es ist schon versucht worden, die Durchgangsgeschwindigkeit des Brennstoffes durch den Ofen so einzustellen, daß trotz der Schwankungen im Kohlenstoffgehalt und in der Körnung des Brennstoffes eine ausreichend gleichmäßige Gasqualität erzielt wird. So hat man bei Querstromöfen, durch die der Brennstoff mittels einer mechanischen Fördereinrichtung hindurchbewegt wurde, die Fördergeschwindigkeit dieser Einrichtung so geregelt, daß der Brennstoffrückstand immer noch einen restlichen Kohlenstoffgehalt aufwies. Der Brennstoffgehalt des ausgetragenen Gutes stellt jedoch einen erheblichen Verlust dar. Ferner, hat man versucht, die Lage der Vergasungszone im Ofen selbst ständig zu kontrollieren und danach den Gutdurchgang durch den Ofen einzustellen. Die Kontrolle der Lage der Vergasungszone wurde hierbei durch von oben in die Brennstoffschicht eingetriebene Stangen vorgenommen. Dieses Mittel war indessen sehr umständlich, erforderte zusätzliches Bedienungspersonal und war trotzdem unzureichend, weil damit keine genügend genauen Temperaturmessungen möglich waren. Auch hat man versucht, die Lage der Verbrennungszone durch ständige Temperaturmessungen der aus der Brennstoffschicht austretenden Gase zu überwachen und zu ermitteln. Aber auch dieses Mittel blieb praktisch erfolglos, denn die Temperaturschwankungen in den aus der Brennstoffschicht austretenden Gasen, die durch die Veränderung der Lage

909 649/191

Claims (1)

1. 3 4

   der Vergasungszone bedingt sind, sind verhältnis- dessen Unterteil in bekannter Weise als Trockenmäßig klein, da nur relativ geringe Gasmengen im und Vorwärmzone ausgebildet werden kann. Der Querstrom durch die Brennstoffschicht hindurch- Vergasungsbrennstoff wird durch einen Vorschubgeführt werden. Andererseits wird auch dadurch, daß rost 3 aus dem Bunker 1 abgezogen und mit Hilfe der Kohlenstoffgehalt des Brennstoffes sich ändert, 5 dieses Rostes in einer Schicht von· etwa 0,5 bis 3 m, die Austrittstemperatur der Gase beeinflußt, so daß vorteilhaft mindestens 1,0 m Stärke durch die Kamdie Temperaturmessungen und die damit ver- mer2 hindurchbewegt. Die Wanderungsgeschwindigknüpften Änderungen der Durchgangsgeschwindig- keit des Brennstoffes wird durch die Zahl der Hübe keit des Brennstoffes durch den Ofen nicht aus- des Rostes beeinflußt, die mit Hilfe eines stufenlos reichten, um die Schwankungen in der Zusammen- io regelbaren Rostantriebes 10 mit Drehzahllager 11 einsetzung des erzeugten Gases zu beseitigen. gestellt wird.

   Es wurde nun gefunden, daß der Sauerstoffgehalt Am Eintritt in die Vergasungskammer 2 wird der des Gasstromes, der am Austrittsende des Ofens aus Brennstoff mit Hilfe einer Zündkammer 4 durch der Brennstoffschicht austritt, mit dem völligen Aus- heiße Luft oder heiße Verbrennungsgase gezündet. Im brand des Kohlenstoffgehaltes des Brennstoffes sehr 15 Anschluß an die Zündung erfolgt die Querstromschnell zunimmt. Auf Grund dieser Erkenntnis wird vergasung des Brennstoffes. Zu diesem Zweck wird erfindungsgemäß der Sauerstoffgehalt des Teilgas- ein Gemisch von Luft mit Wasserdampf und/oder stromes, der am Ende des Ofens aus der Gutschicht zurückgeführten Gasen quer durch die Schicht vorteilaustritt, ständig gemessen, und es wird nach dem haft von oben nach unten hindurchgesaugt. Unterhalb Ergebnis der Messung die Durchgangsgeschwindig- 20 des Rostes ist eine gegenüber der Außenluft abkeit des Gutes durch den Ofen entweder von Hand gedichtete Auffangkammer; 6 angeordnet, aus der die oder vorteilhaft selbsttätig eingestellt. Steigt der bei der Vergasung gebildeten Gase mit Hilfe «ines Sauerstoffgehalt über einen Erfahrungswert, der etwa Gebläses 7 abgesaugt und einer Kondensationseinzwischen 2 und 5°/o Sauerstoff im Gas liegt, so wird richtung beliebiger Art zur Kühlung und Reinigung die Durchgangsgeschwindigkeit des Gutes erhöht. 25 zugeführt werden.

   Sinkt umgekehrt der Sauerstoffgehalt zu stark ab, so Der Vergasungsvorgang wird so geführt, daß die wird die Durchgangsgeschwindigkeit des Gutes ent- Schüttung bis zum Ende der Rostbahn völlig aussprechend vermindert. Der praktische Betrieb hat ge- gebrannt ist. Auf diese Weise entsteht eine vom zeigt, daß diese Art der Regelung zuverlässig aus- oberen zum unteren Ende der Brennstoffschicht reicht, um den Sauerstoffgehalt des Gases ständig auf 30 reichende, schrägliegende Reaktionszone. Der ausder gleichen Höhe zu halten und die Lage der Ver- gebrannte Rückstand wird außerhalb des Ofens beigasungszone im Brennstoffbett gleichmäßig und be- spielsweise in Loren 5 aufgefangen und abtranstriebssicher einzustellen. Am Ende der Gasauffang- portiert.

   kammer wird zweckmäßig ein Raum abgeteilt, um mit Am Ende der Vergasungszone ist unterhalb des

   Sicherheit dafür zu sorgen, daß nur der Teilgasstrom, 35 Rostes in die Vergasungskammer eine Sonde 8 ein-

   der am Ende des Ofens aus der Glutschicht austritt, gebaut, durch die ständig ein Teilstrom des an der

   gemessen wird und daß von der Meßsonde nicht Gas darüberliegenden Stelle entstehenden Gases ent-

   aus dem gesamten Raum der Gasauffangkammer an- nommen wird, der in einem registrierend arbeitenden

   gesaugt werden kann. Sauerstoffmesser 9 auf Sauerstoff untersucht wird.

   Die Durchführung des Verfahrens geschieht in der 40 Die so gewonnenen Meßwerte werden zur Regelung

   Weise, daß am Ende der Vergasungsstrecke eine des Vorschubs benutzt in der Weise, daß bei einem

   Sonde in den Gasraum eingeführt wird. Mit Hilfe Ansteigen des Sauerstoffgehaltes die Drehzahl des

   dieser Sonde wird ständig ein aus der Endzone der Rostantriebes und damit die Wanderungsgeschwindig-

   Vergasung stammender Teilstrom der Gase abgesaugt, keit des Brennstoffes im Ofen erhöht und bei einem

   der dann in einem Sauerstoffmesser auf seinen Gehalt 45 Absinken des Sauerstoffgehaltes die Rostdrehzahl und

   an Sauerstoff analysiert wird. Der so ermittelte Wert die Brennstoffgeschwindigkeit vermindert werden,

   liefert unmittelbar ein Maß für die Lage der Ver- Diese Übertragung kann entweder von Hand erfolgen

   gasungszone. Bei zu niedrigem Gehalt an Sauerstoff oder aber zweckmäßig automatisch. In diesem Falle

   wird die Durchgangsgeschwindigkeit des Gutes durch steuern die Meßwerte des Sauerstoff Schreibers über

   den Ofen verringert und bei zu hohem Sauerstoff- 50 ein Relais 12 den Rostantrieb in der Weise, daß der

   gehalt erhöht. Mit Hilfe dieser Maßnahme ist es am Getriebe 10 angebrachte Drehzahlregler 11 bei

   möglich, ein Gas stets gleichbleibender Qualität bei Ansteigen der Sauerstoff werte eine Erhöhung der

   höchster Ausbeute an Gas zu erzeugen. Man kann Drehzahl des Rostantriebes bewirkt und eine Ver-

   z. B. diese Anzeige des Sauerstoffgehaltes durch minderung der Drehzahl, wenn der Sauerstoffgehalt

   elektrische und mechanische Übertragungsglieder mit 55 fällt. Entsprechend wird damit der Durchsatz des

   dem Rostantrieb koppeln und auf diese Weise die Ofens automatisch erhöht oder vermindert. Auf diese

   Steuerung des Materialdurchsatzes automatisch in Weise kann der Sauerstoffgehalt und damit auch die

   Abhängigkeit vom Sauerstoffgehalt vornehmen. Qualität der aus dem Brennstoffbett abgezogenen

   Zur Durchführung des Verfahrens können die be- Gase automatisch auf einer bestimmten, gewünschten

   kannten Einrichtungen, wie Wanderroste, geneigte 60 Höhe gehalten werden, wodurch die Bedienung des

   Kammern mit Vorschubrosten oder auch Schacht- Ofens außerordentlich vereinfacht wird,
   öfen, dienen. Im folgenden soll die Arbeitsweise des

   Verfahrens an einem Ausführungsbeispiel erläutert Patentansprüche:
   werden. Dabei ist als Querstromofen eine geneigte

   Kammer mit Vorschubrost (Hubofen) zugrunde ge- 65 1. Verfahren zur Erzeugung von Schwachgas

   legt. In der Zeichnung ist eine derartige Einrichtung gleichmäßiger Beschaffenheit durch Schwelen und

   beispielsweise und schematisch dargestellt. Der für Vergasen aschenreicher Brennstoffe, wie Wasch-

   die Vergasung der aschenreichen Brennstoffe ver- berge und ölschiefer, in einem Querstromofen

   wendete Querstromofen besteht aus einer geneigten unter Regelung der Durchgangsgeschwindigkeit

   Kammer 2, die unter einem Bunker 1 angeordnet ist, 7" des Brennstoffes durch den Ofen, dadurch gekenn-